JPH01154117A

JPH01154117A - ヘッドアップディスプレイ

Info

Publication number: JPH01154117A
Application number: JP62313749A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Iwasaki; 岩崎　信之
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1989-06-16
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0786598B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】Ａ０発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は、操縦者の前方視野内にコンバイナを配し、そ
の操縦者が外界の景色と情報投光装置に表示された光学
的情報とを、それらが重なり合った状態で視認できるよ
うにしたヘッドアップディスプレイに関する。

前記ヘッドアップディスプレイは、航空機または自動車
等の乗物の操縦者が前方外界の景色を見ながら操縦する
際に、その操縦者が見ている前方の景色に様々な情報を
重ねて表示する際等に使用される。このようなヘッドア
ップディスプレイを用いれば、操縦者は一々外界から視
線をそらせて一計器類を見る必要がなくなるので、外界
から視線をそらせている間に生じる不慮の事故を防ぐこ
とができる。

（２）従来の技術前記ヘッドアンプデイスプレィとしては、従来、例えば
第２Ａ図、第２Ｂ図に示したようなものが知られている
。

第２Ａ図に示したヘッドアップディスプレイは、操縦者
０１の視野前方にハーフミラ−から構成されたコンバイ
ナ０２が前方に降傾斜するように配置されており、その
下方に情報投光装置０３が配置されている。この情報投
光装置０３は、ＣＲＴから構成されたデイスプレィ０４
、リレーレンズ系０５、ターニングミラー０６およびコ
リメーティングレンズ０７から構成されている。このヘ
ッドアップディスプレイを用いることにより、操縦者０
１はコンバイナ０２を通して前方外界からの景色を視認
するとともに、デイスプレィ０４に表示された光学的情
報を、リレーレンズ系０５、ターニングミラー０６、コ
リメーティングレンズＯ７およびコンバイナ０２を介し
て視認することができる。

前記第２Ｂ図に示したヘンドアツブデイスプレィは、第
２Ａ図の情報投光装置０３と同様の情報投光装置０３を
操縦者０１の頭上に配置するとともに、コンバイナ０２
を前方に昇傾斜するように配置している。そして操縦者
０１は、先に説明した第２Ａ図のものと同様の作用によ
り、外界からの景色およびデイスプレィ０４に表示され
た光学的情報を同時に視認することができる。

（３）発明が解決しようとする問題点ところが、前述の従来のヘッドアップディスプレイでは
、コンバイナとしてハーフミラ−を用いているため、外
界から入射する光線および情報投光装置０３から入射す
る光線とも全てが操縦者０１の方向に透過或いは反射さ
れることにはならず、結果的に一部の光がロスして視認
すべき像が暗くなってしまうという問題点があった。ま
た、操縦室内の設備の配置の都合上、情報投光装置０３
を操縦者０１の上方に配置したいという要請がある場合
等には、従来では第２Ｂ図に示したようにコンバイナ０
２を前方に昇傾斜させて配置しなければならない。しか
し、このようにコンバイナ０２を配置すると、コンバイ
ナ０２が操縦者０１の顔前下方に突き出してしまい、非
常に目ざわりであると同時に、操縦者０１が不用意に頭
を前方に倒した時等には顔面等を傷つけてしまう等の問
題点があった。そうかといって、コンバイナ０２を前方
に降傾斜させて配置すると、従来は前述の第２Ａ図に示
したように情報投光装置０３をコンバイナ０２の下方に
配置しなければらないので、前記要請（情報投光装置０
３を操縦者０１の上方に配置したいという要請）を満た
すことができなかった。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、情報投
光装置を操縦者の上方に配置し、しかもコンバイナを前
方に降傾斜するように配置するとともに、明るい外界像
および光学的情報像を視認することができるヘッドアッ
プディスプレイを提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成（１）問題点を解決するための手段前記目的を達成するために、本発明のヘッドアップディ
スプレイは、操縦者の上方に配設されるとともに光学的
情報を投光する情報投光装置と、操縦者の前方に傾斜し
て設けられ、前方の外界の景色を操縦者が視認できるよ
うに前記外界からの光線を前方から後方に透過させると
ともに、前記情報投光装置から投光された光学的情報を
操縦者が視認できる方向に向かわせるコンバイナと、を
備えたヘッドアップディスプレイにおいて、前記コンバ
イナは、前方に降傾斜するように配設されており、且つ
、前方からの光を後方に透過させるとともに前記情報投
光装置からの光を後方（すなわち操縦者が視認できる方
向）に回折させるホログラフィックコンバイナから構成
されていることを特徴とする。

（２）作　用前述の構成を備えた本発明のヘッドアップディスプレイ
においては、外界からの光線はホログラフィックコンバ
イナを前方から後方に透過するので、操縦者は前方外界
の景色をそのまま視認することができる。−力先学的情
報を投光する情報投光装置からの光線は、ホログラフィ
ックコンバイナによって後方（すなわち、操縦者の居る
方向）へ回折される。この結果、操縦者は前記光学的情
報を前記外界の景色に重なり合った状態で視認すること
ができる。

（３）実施例以下、図面により本発明の一実施例を説明する。

第１図において、操縦者１の前方にはホログラフィック
コンバイナ２が、前方に降傾斜するように（すなわち、
航空機または自動車等のフロントガラスと平行に）配置
されている。

前記ホログラフィックコンバイナ２は板状光学部材の前
後面に所望の光のみを所望の方向に回折するホログラフ
ィック素子２ａ、２ｂを配設して構成される。即ち、ホ
ログラフィックコンバイナ２の前面に設けられたボログ
ラフィック素子２ａは、前方および上方からの光を直進
方向に透過させるとともに後方からの光を後方に回折さ
せるような光学的特性を有しており、一方、同後面に設
けられたホログラフィック素子２ｂは、上方からの光を
前方に回折させるとともに前方からの光を直進方向に透
過させるような光学的特性を有している。なお、ホログ
ラフィック光学素子としては屈折率変化を伴う位相体積
型のものを用いれば、所望の光線だけをほぼ１００％に
近い効率で回折させることができる。

また、操縦者ｌの頭上には操縦者が視認すべき光学的情
報を前記ホログラフィックコンバイナ２に投光する情報
投光装置３が配置されている。情報投光装置３内にはＣ
ＲＴから構成されたデイスプレィ４、リレーレンズ系５
、ターニングミラー６、コリメーティングレンズ７が順
に配置されている。そして、このコリメーティングレン
ズ７は、前記ホログラフィックコンバイナ２の上方に配
置されている。

次に前述の構成を備えた本発明による実施例の作用につ
いて説明する。第１図中右側に在る外界からホログラフ
ィックコンバイナ２に向って進んで来た光線Ｘは、その
前面に設けられたホログラフィック素子２ａを透過して
直進し、次いでその後面に設けられたホログラフィック
素子２ｂをも透過、直進して操縦者１の眼に至る。これ
により操縦者１は外界の景色をそのまま視認することが
できる。一方、情報投光装置３内のデイスプレィ４上に
表示された光学的情報はリレーレンズ系５を通り、ター
ニングミラー６により下方へ向けられた後、コリメーテ
ィングレンズ７により無限遠像に変換されてホログラフ
ィックコンバイナ２の前面に上方から入射する。このホ
ログラフィックコンバイナ２の前面に入射したデイスプ
レィ４からの光線は、ホログラフィック素子２ａを透過
して直進し、次いでホログラフィツクコンバイナ２後面
のホログラフィック素子２ｂにより前方へ回折される。

前方へ回折された上記光線は前面のホログラフィック素
子２ａにより後方へ回折され、さらに後面のホログラフ
ィック素子２ｂを透過して後方へ直進し、操縦者１の眼
に至る。これにより操縦者１はデイスプレィ４上の光学
的情報像を前記外界の景色と重なり合った状態で視認す
ることができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載
された本発明を逸脱することなく、種々の設計変更を行
うことが可能である。

たとえば、ホログラフィックコンバイナ２を航空機また
は自動車等のフロントガラスと平行に配設する代わりに
フロントガラスそれ自体にホログラフィック素子を配設
して、これをコンバイナとして利用することも可能であ
る。また、ホログラフィック素子２ａ、２ｂをホログラ
フィックコンバイナの板状光学部材の表面ではなく、そ
の内部に埋め込んで構成することも可能である。さらに
、本発明のホログラフィックコンバイナを製造するに際
しては、予め所望のホログラフィック素子を作成してお
き、その後これを前記板状光学部材の表面に貼り付でも
よいし、また、板状光学部材の表面に直接ホログラム感
材を塗布してこれを露光、現像して、ホログラフィック
素子を作成してもよい。

Ｃ０発明の効果前述のように、本発明のベツドアップデイスプレィによ
れば、ホログラフィックコンバイナを前方に降傾斜する
ように配置したため、情報投光装置を操縦者の頭上付近
に配置した場合でも、上記ホログラフィックコンバイナ
が操縦者の顔面下方に突き出すことがなく、操縦者が不
用意に頭を前方に倒した時等に顔面等を傷つけるという
ことがなくなる。また、航空機や自動車等に利用する場
合には、このホログラフィックコンバイナをフロントガ
ラスとほぼ平行に取り付けることができるので、操紺席
前方の空間を有効に利用することができる。

また、コンバイナとしてホログラフィックコンバイナを
用いたため、外界およびデイスプレィからの光線を無駄
なく操縦者の方向に導くことができ、操縦者は明るく広
視野な光学像を視認することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるホログラフィックコンバイナを用
いたヘッドアップディスプレイの一実施例の説明図、第
２Ａ図、第２Ｂ図は従来のヘンドアツブデイスプレィの
説明図、である。 ■・・・操縦者、２・・・ホログラフィックコンバイナ
、２ａ、２ｂ・・・ホログラフィック素子、３・・・情
報投光装置、４・・・デイスプレィ、５・・・リレーレ
ンズ系、６・・・ターニングミラー、７・・・コリメー
ティングレンズ第２Ａ図 −・１０３− 第２Ｂ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）操縦者の上方に配設されるとともに光学的情報を
投光する情報投光装置と、操縦者の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の景色を
操縦者が視認できるように前記外界からの光線を前方か
ら後方に透過させるとともに、前記情報投光装置から投
光された光学的情報を操縦者が視認できる方向に向かわ
せるコンバイナと、を備えたヘッドアップディスプレイ
において、前記コンバイナは、前方に降傾斜するように
配設されており、且つ、前方からの光を後方に透過させ
るとともに前記情報投光装置からの光を後方に回折させ
るホログラフィックコンバイナから構成されているヘッ
ドアップディスプレイ。
（２）前記ホログラフィックコンバイナは、前方および
上方からの光を直進方向に透過させるとともに後方から
の光を後方に回折させる前側ホログラフィック素子と、
この前側ホログラフィック素子と平行に配設されるとと
もに、上方からの光を前方に回折させ且つ前方からの光
を後方に透過させる後側ホログラフィック素子とを有す
る特許請求の範囲第１項に記載のヘッドアップディスプ
レイ。